FR2556086A1 - Dispositif pour la mise a feu d'une fusee equipant un projectile en rotation - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF POUR LA MISE A FEU D'UNE FUSEE SERVANT A L'AMORCAGE D'UN PROJECTILE EN ROTATION, COMPRENANT UNE SOURCE D'ENERGIE ELECTRIQUE, AU MOINS UN CAPTEUR DU RAYONNEMENT INFRAROUGE EMIS PAR UNE CIBLE EN MOUVEMENT RELATIF PAR RAPPORT AU PROJECTILE, DES MOYENS ELECTRONIQUES DE TRAITEMENT DU SIGNAL DELIVRE PAR LE CAPTEUR, DES MOYENS EXPLOITANT LE SIGNAL AINSI TRAITE POUR LA MISE A FEU DE LADITE FUSEE. LE DISPOSITIF EST CARACTERISE EN CE QUE LESDITS MOYENS ELECTRONIQUES DE TRAITEMENT DU SIGNAL DELIVRE PAR LE CAPTEUR COMPRENNENT: -UN ETAGE AMPLIFICATEUR 11 EN REGIME BLOQUE TRAITANT LES BREVES IMPULSIONS EMISES PAR LE CAPTEUR 10 EN ROTATION, -UN CIRCUIT DIFFERENCIATEUR DE MISE EN FORME DU SIGNAL ANALOGIQUE DONNE PAR L'AMPLIFICATEUR, COMPORTANT UN ETAGE LIMITANT LA DUREE DESDITES IMPULSIONS, UN ETAGE 12 MEMORISANT SUCCESSIVEMENT CHACUNE DES IMPULSIONS RECUES ET UN ETAGE 13 COMPARANT LA DERNIERE IMPULSION RECUE A L'IMPULSION PRECEDENTE MEMORISEE, ET TRANSMETTANT UN SIGNAL AUX MOYENS DE MISE A FEU 14 DE LADITE FUSEE DES QUE L'AMPLITUDE DE LA DERNIERE IMPULSION RECUE EST INFERIEURE OU EGALE A CELLE DE L'IMPULSION PRECEDENTE MEMORISEE. APPLICATION AUX FUSEES DE PROXIMITE A INFRAROUGE POUR MUNITION DE MOYEN CALIBRE.

Description

Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs pour la mise à feu d'une fusée servant à l'amorçage d'un projectile lance à partir d'un matériel à tube rayé. Ce pro- joctile en rotation est de préférence de gros ou moyen calibre. La fusée servant à l'amorçage de ce projectile est dite de proxmité, et est mise à feu au voisinage de la cible, qui est par exemple un aéronef lors des combats aériens.

On connait des fusées de proximité excitées par la prXsen- ce de radiations infrarouges émises par la cible en mouvement relatif par rapport au projectile. Le dispositif pour la mise à feu dune fusée de de type comprend, outre une source d'énergie élec- trique, un capteur de rayonnement infrarouge, des moyens electroni- ques de traitement du signal délivré par le capteur, et des moyens de mise à feu exploitant le signal traité. Ces fusées sont mises à feu à partir d'un signal dû à la décroissance ou au brusque arrêt de l'excitation reçue par le capteur lorsque le projectile sort du champ infrarouge émis par la cible.

Cependant, il est nécessaire que la mise en oeuvre et les conditions d'utilisation des fuses de proximité a influence inra- rouge correspondent à celles des fusées de proximité mécaniques par exemple chronométriques classiques.

Ces fusées, qui comprennent généralement une électronique associée fonctionnant sous une puissance électrique importante de l'ordre ou supérieure à un micro-watt, nécessitent une charge de la source energêtique de bord inmediatement avant le tir, ou une source de bord incorpores volumineuse à durée de stockage limitée.

La présente invention pallie les inconvénients précites en proposant un dispositif présentant une électronique associée fonctionnant sous faible puissance sans nuire à la qualité de la fonction de proximité, et permettant par là une mise en oeuvre simplifiée de la fusée.

La présente invention a donc pour objet un dispositif pour la mise à feu d'une fusée servant à l'amorçage d'un projectile en rotation, comprenant une source d'énergie électrique, au moins un capteur du rayonnement infrarouge émis par une cible en mouvement reïatif par rapport au projectile, des moyens électroniques d traitement du signal délivré par le capteur, des moyens exploitant le signal ainsi traité pour la mise à feu de ladite fusée, ce dispositif étant caractérisé en ce que lesdits moyens électroni crues de traitement du signal délivré par le capteur comprennent
- un étage amplificateur en régime bloqué traitant les
brèves impulsions émises par le capteur en rotation
- un circuit différenciateur de mise en forme du signal
analogique donné par l'amplificateur, comportant un
étage limitant la durée desdits impulsions, un étage
mémorisant successivement chacune des impulsions reçues,
et un étage comparant la dernière impulsion reçue à
l'impulsion précédente mémorisée, et transmettant un
signal aux moyens de mise à feu de ladite fusee dès que
l'amplitude de la dernière impulsion reçue est inférieu
re ou egale à celle de l'impulsion précédente mémorisée.

Dans un mode préféré de réalisation du dispositif selon l'invention, ladite source d'énergie électrique est constituée par un générateur plézoélectriaue en anneau.

L'invention a également pour objet un dispositif tel que décrit plus haut, caxactffirisé de plus en ce que ledit capteur de rayonnement infrarouge est une cellule photo-voltarque, dont l'axe d'observation fait avec l'axe longitudinal du projectile un angle compris entre environ 100 et environ 200.

Le dispositif selon l'ir,ention provoque donc la mise à feu d'une fuse en utilisant l'émission intense sous forme d'ondes électromagnétiques de longueurs d'ondes situées dans le spectre infrarouge, dont la répartition spectrale découle directement de la composition chimique des gaz chauds libérés par la cible. Un détecteur réalise l'analyse spectrophotométrique des rayonnements émis et une gestion appropriée des signaux reçus, et permet de définir L'instant à partir duquel le projectile cesse de s'approcher de l'objectif et commence donc à s'en éloigner. Ce signal permet, à cet instant précis, de provoquer l'explosion de la charge du projectile qui se trouve etre alors au point de sa trajectoire le plus près de la cible à détruire ou endommager.

Ainsi, l'application, par exemple, du dispositif selon l'invention à la mise à feu d'un projectile de calibre 3Q mm ayant une vitesse de l'ordre de 1000 m/s et une rotation de l'ordre de 1000 tours/secondes, permet d'elaborer l'ordre de mise à feu après un intervalle de distance qui correspond à un ou deux mètres sur la trajectoire du projectile.

La structure des moyens électroniques de traitement du signal délivré par le capteur permet de limiter l'énergie mise en jeu pour le traitement des informations. Les signaux n'apparaissent que durant des laps de temps très brefs et requérant très peu d'énergie compte tenu de l'impédance élevée des circuits associés et du nombre relativement faible de signaux significatifs dus aux seuils de sensibilité adoptés.

Un exemple non limitatif de réalisation du dispositif selon l'invention est décrit ci-après, en référence au dessin an nexe sur lequel
- La figure 1 représente un synoptique des moyens Electro-
niques de traitement du signal délivré par le capteur
infrarouge,
- La figure 2 situe le détecteur infrarouge sur la fusée.

L'organisation fonctionnelle de la fusée à influence in- frarouge selon la présente invention est assurée essentiellement par un détecteur infrarouge qui délivre un signal à un circuit d'élaboration de la décision de mise à feu, lequel transmet cette décision à un dispositif electrobexplosif. Un générateur de bord alimente l'ensemble en énergie électrique.

Le détecteur infrarouge le mieux adapté aux longueurs d'ondes comprises entre 4,3 et 4,45 microns, qui sont les plus significatives du pic d'émissivité de la flamme de kérosène libérée par la cible, est une cellule photo-voltaique qui met en oeuvre un composé intermétallique à base d'arséniure d'indiiun, dont le point de fusion qui atteint une température de 5239 C est compatible avec les contraintes thermiques voisines de 300Q K. Ce détec- teur, de la taille d'une tête d1épingle, est positionné dans la fusée de façon telle que sa doniinante d'observation fasse un angle
De avec l'axe longitudinal de la fusée. Cet angle α est de 1'oru dre de 100 à 200. Un angle X trop faible conduirait à un declen - chement trop précoce de la fusée, tandis qu'un angle α trop important entraine une mise à feu trop tardive de la fusée, à une distance trop éloignée de la cible apyres passage à proximité de celle-ci.

Le temps de réponse du détecteur, inférieur à la microseconde environ, permet à ce détecteur, lorsqu'il est monté par exemple sur un projectile de calibre 30 mma; d'engendrer un signal périodique qui correspond aux rayonnements incidents. En présence de la flamme des réacteurs de la cible constituée par exemple par un aéronef, ce sont de très brèves impulsions apparaissant à peu près toutes les millisecondes. Ce balayage mécanique présente l'avantage d'autoriser une expioration angulaire importante, sans requérir des dispositifs optiques complexes ou impliquer l'emploi d'un détecteur de grande surface. Cependant, dans l'application a un projectile de gros calibre présentant une vitesse de rotation plus faible, plusieurs détecteurs peuvent être montés sur une même fusée.On peut aussi utiliser un détecteur présentant plusieurs faisceaux d'observation.

Afin d'adapter au mieux le système aux impératifs fonctionnels, le détecteur peut être coiffé par un filtre aux caractéristiques optiques de lentille, qui correspond à la bande choisie du spectre.

Le circuit d'élaboration de la décision de mise à feu détermine l'instant précis à partir duquel le projectile ne se rapproche plus de la cible, mais commence à s'en éloigner. Ce circuit traite un signal analogique impulsionnel constitué par de très brèves impulsions de courant faible fournies par le détecteur et le gère tant en analogique par le jeu de la comparaison des amplitudes, qu'en digital pour satisfaire les fonctions logiques de décision.

A proximité de la cible, à chaque tour, le détecteur infrarouge 10 fournit par autogénération de brèves impulsions de quelques 50 microampères sous une centaine de micro-volts. Ces signaux d'une durée de 30 à 40 micro-secondes sont appliqués à un circuit amplificateur 11 en régime bloqué. Ces signaux, très localisés dans le temps, sont ensuite différenciés afin que les impulsions significatives ne présentent qu'une durée de l'ordre de une micro-seconde, puis traités à partir d'un comparateur d'amplitude 13de telle sorte que chaque nouveau signal apparaissant se trouve comparé au précédent qui a été mémorisé en 12. Le circuit électroexplosif 14 est excité des l'instant ot le signal de cible cesse de croître ou à plus forte raison commence à décroitre.

La channe électro-explosive, de conception classique, est constituée par exemple d'une amorce détonateur électrique, qui ne requiert que 330 micro-Joules. La décharge capacitive est obtenue à partir d'un élément spécifique à faible courant de fuite.

La source de bord équipant la fusée selon l'invention doit être capable de délivrer les énergies indispensables au traitement des informations et à la mise à feu de l'amorce. Cette source est constituée par exemple par un générateur piézo électris que en anneau qui présente les caractéristiques d'un condensateur chargé par une tension de quelques centaines de volts à partir de l'effet d'expansion radiale qui résulte de la mise en rotation du projectile. Grace à une technologie appropriée, on obtient un générateur d'un volume compatible et d'une capacité de l'ordre de 30 nF pour une tension allant jusqu'S 300 volts, capable de jouer le rôle de géneratrice tachymétrique fournissant un signal signi
ficatif du régime de rotation instantané du projectile. Par le jeu d'un traitement convenable de cette information,il peut déterminer éventuellement l'instant d'autodestruction.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif pour la mise à feu d'une fusée servant à l'amor- çage d'un projectile en rotation, comprenant une source d'énergie électrique, au moins un capteur du rayonnement infrarouge émis par une cible en mouvement relatif par rapport au projectile, des moyens electroniques de traitement du signal délivre par le capteur, des moyens exploitant le signal ainsi traité pour la mise à feu de ladite fusée, dispositif caractérisé en ce que lesdits moyens électroniques de traitement du signal délivré par le capteur com prennent::

- un étage amplificateur en régime bloqué traitant les brè

ves impulsions émises par le capteur en rotation,

- un circuit différenciateur de mise en forme du signal

analogique donne par l'amplificateur, comportant un étage

limitant la durée desdites impulsions, un étage mémorisant

successivement chacune des impulsions reçues, et un étage

comparant la dernière impulsion reçue à l'impulsion pré-

cedente mémorisée, et transmettant un signal aux moyens

de mise à feu de ladite fusée dès que l'amplitude de la

dernière impulsion reçue est inférieure ou égale à celle

de l'impulsion précédente memorisée.

2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite source d'énergie électrique est constituée par un genérateur piézo-électrique en anneau.

3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit capteur de rayonnement infrarouge est une cellule photo voltalque, dont l'axe d'observation fait avec l'axe longitudinal du projectile un angle compris entre environ 100 et environ 200.